JP2579163B2

JP2579163B2 - 包装機の横シ−ル装置

Info

Publication number: JP2579163B2
Application number: JP62115244A
Authority: JP
Inventors: 雅夫福田
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 1987-05-12
Filing date: 1987-05-12
Publication date: 1997-02-05
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: JPS63281921A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、各種のブロック状の冷凍食品やスナック食
品をポリエチレン等のフィルム状のシートから形成する
柔軟な袋内に密封して包装する包装機の横シール装置に
関する。

（従来の技術）今日、商品を設定重量づつ計量して連続的な包装手段
によってパッケージし流通処理する取引形態が普及して
きている。そのための包装装置には、従来から種々のも
のが開発されているが、被包装物を供給する円筒（シリ
ンダ）と、包装材料を筒状に形成する成形金具（フォー
マー）との組み合わせにより構成されるたて型ピロー包
装機が、計量された商品を連続して包装するうえで効率
的に好ましく、広く一般に使用されている。

このたて型ピロー包装機では、フィルム状のシートを
シートロールから連続的に給送し、それを筒状シートに
して製袋する途中、もしくはその直後に内容物を充填
し、熱圧着などの封着により密封し、個別の袋に切り離
すようにしているので、固形ばら物、粉体、粒体、液
体、粘ちょう物などの広範な商品の袋詰め作業を自動化
することができる。この種の包装機の性能は、シートロ
ールからの包装材料の供給機構、封着機構、切断機構な
ど各種の機構部を連続して駆動するとき、それらの間の
タイミングの調整をどの程度まで精度良く行なえるか否
かにかかっている。

（発明が解決しようとする問題点）このような従来のたて型ピロー包装機では、筒状シー
トに物品を充填しようとするとき、上方から落下させか
つそれを押し込む操作が必要になる。ところが充填物が
例えばポテトチップスのように落下の際の空気抵抗が大
きいと、その物品は緩やかに落下することになるが、し
かし充填物に含まれる残渣（かけら）はそれと異なる大
きな速度で落下してしまう。

こうした充填物に含まれる残渣は、ポテトチップスの
場合に限らず充填時の計量前に一定程度除去されてはい
るが、なお計量中に生じるものであり、それを包装する
袋の底部となる横シール部分に噛み込んでしまうため
に、完全な密封状態にならないという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、充填物
に含まれる残渣などの落下によるシール面への噛み込み
を確実に防止する包装機の横シール装置を提供しようと
するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明によれば、連続送りされる筒状のシートに投入
した物品を密封する包装機の横シール装置において、前
記シートの送り速度に同期して垂直下方に移動しながら
横シールするシール手段と、このシール手段の上部にあ
って一体的に移動し前記投入された物品のシール部への
落下を防止するためのシート横幅全長に亘ってシートを
挟むシート挟み装置と、このシート挟み装置を該包装機
への物品投入に連動して開閉制御する制御手段とを具備
することを特徴とする包装機の横シール装置提供でき
る。

（作用）本発明の包装機の横シール装置では、シート挟み装置
がシール装置と一体になってシートの送り速度に同期し
て移動し、シール部への物品の残渣などの落下を防止す
ることができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明す
る。

第１図は、設定重量づつに計量された商品をポリエチ
レン製の柔軟な袋に包装して連続処理する包装装置の一
例を模式的に示す斜視図で、第２図は、上記包装装置で
のシートの加工処理過程を更に模式的に説明するための
図である。

包装装置１は、フレーム２の上部に設けられたコーン
型のシュート３を介して図示しない組合せ計量装置の重
合ホッパと接続され、電源、及び制御装置４、コンピュ
ータ５を備えている。後部には、所定サイズのポリエチ
レン製のフィルム状のシートロール６が交換自在に設け
られ、そこから引き出されたシート７は、シュート３を
介して上方から設定サイクルで排出される組合せ計量さ
れた所定重量の物品８を収納するために、フォーマー９
により筒状シート10に形成される。

筒状シート10に対する送り装置11は、縦シール装置12
の所定距離下方に配置され、ともに第１のサーボモータ
13からシャフト、伝達ベルト、リンク機構などを介して
筒状シート10と所定の圧で接触し、それを所定の速度で
下方に送り出すとともにその速度に同期する速度で縦シ
ール装置12を移動せしめ、その熱溶着作用を有するシー
ル機構により筒状シート10の縦方向接合部を封着してい
る。この縦方向の封着動作は、シール機構のシール可能
長さに対応した縦シール装置12のボックスモーションに
よって繰り返されることで、筒状シート10の長さ方向を
封着した袋が連続して形成される。

横シール装置14は、縦シールされた筒状シート10を前
後から挟んでそこに内挿されたヒータなどの熱により幅
方向に所定の長さだけ熱溶着するシール機構と、幅方向
の中央部分から筒状シート10を切断するカッターとを有
している。また、この横シール装置14は、上記シール機
構とカッターとを駆動する第３のサーボモータ15を含
み、これらを全体として第２のサーボモータ16の回転力
を変換し、エアシリンダ57及びアキュームレータ58によ
って支持されて上下する昇降バー17によって上下方向、
つまり筒状シート10の送り方向で等速移動するものであ
る。

なお、この横シール装置14は後に詳述するように、物
品８を密封した所定サイズの袋18の縦幅に応じた位置ま
で所定のタイミングで復帰されるもので、このとき幅方
向のシール機構の動きは、所謂ボックスモーションとな
る。

第２図に基づいて、更に上記３つのサーボモータ13,1
5,16によるシートロール６から物品の包装に至る工程制
御について説明する。

上記第１のサーボモータ13は、シートロール６からシ
ート７を一定速度で送り出すACサーボモータである。こ
のシートロール６を軸方向で位置制御してトラッキング
するシートトラッキング用のモータ20により、上記シー
ト７はピンチローラ19からフォーマ９に正確に位置決め
されて供給されている。そして、筒状シート10に形成さ
れたシートをその両側の接合部で封着する縦シール用の
ヒータを備えた縦シール装置12が、このサーボモータ13
と同期する速度で下降しながら、所定のサイクルでシー
トを円筒に加工している。

また、第２のサーボモータ16は、横シール装置14をシ
ート送り速度に同期して下降させるためのACサーボモー
タであり、横シール装置14が筒状シート10の横方向を封
着して切断する時間だけそれをシート送り速度と等速で
下降させ、所定の昇降ストロークで昇降制御される昇降
バー17に沿って上昇させて、次のサイクルでの袋18の上
端に対応する位置まで復帰させている。そして横シール
装置14に設けた横シール用のヒータとナイフユニットと
は、上記第３のサーボモータ15によって、計量装置21か
ら投入される物品や、後に詳述する袋18の設定横幅に応
じた開閉ストロークで、かつ所定のタイミングで開閉駆
動される。なお、横シール装置14の上昇速度V₁は後に詳
述する下降速度V₂より大きく（V₁＞V₂）、速やもどしの
サイクルを構成している。

22はダンサー・バーであり、これによりシート７の張
力を調整している。また、シート７に対して、アイマー
ク（Eye Mark）検出のためのセンサ23と、プリンタ24が
近接して配置されている。アイマークは、横シール装置
14で袋18の口を閉じて切断する位置についての基準信号
を形成するもので、また、プリンタ24によりシート７の
所定の位置に製造年月日などを刷込んでいる。さらに、
縦シール装置12により長手方向の接合部を封着しつつ投
入される物品８が例えば粘着性を有するものである場合
に必要とされるバイブレータや、計量装置21から物品８
の落下速度を加速するためのアクセレータ25なども備え
ている。

第３図、第４図に図示の通り、横シール装置14は、ラ
ムプレート50とその上下動機構、及び複合横シール機構
14a並びにその前後動開閉動作を司る機構より成る。

ラムプレート50は一対の角柱状のガイドバー51,51に
上下方向スライド自在に挿通され、ガイドバー51,51の
側面に当接するガイドローラ52,52により円滑に上下動
可能となっている。ラムプレート50の裏面には昇降バー
17が下方に垂下固定され、その一側面に刻設されたラッ
ク54が、第２のサーボモータ16の出力軸に設けたピニオ
ン56に噛合うことにより、モータ16の正逆回転に応じ
て、ラムプレート50は上下に移動すると共に、第３図図
示の横シール装置14全体が上下に移動する。

次に、複合横シール機構14aの開閉動作を行わせる機
構について説明する。ラムプレート50の後端には横向き
に第３のサーボモータ15が固設されており、その回転軸
によって回転されるレバー60と、他のレバー60′と、エ
アダンパ64と、リンク60″と、スライダ63と、ロッド65
を介して、後部の横シール部材66に連結されており、ス
ライダ63はラムプレート50のスライド溝61に滑動自在に
係合されているので、モータ15が１回転する毎に後部部
材66の１往復の前後動作を行わしめる。

他方、一対のレバー68,68はラムプレート50の後部寄
りに設けられたピン67,67の各々に回動自在に枢支され
ており、その内端部はスライダ63に枢支されていると共
に、その他端部はリンク69の後端に枢支され、該リンク
69の先端は、フレーム２に前後方向に固設されたスリー
ブ70に遊嵌されたロッド71を介して、前部の部材72の端
部に連結されている。なおロッド71、71は後部部材66に
遊挿されている。従って前部部材72は両端に連結された
一対のロッド71,71の前後動による平行力により、前後
方向に駆動される。

前記の通りロッド71,71とロッド65とは互いに反対方
向に前後駆動されるので、一対の両部材66,72は、常に
互いに近接及び離反の動作を繰り返すことになる。そし
て互いに近接した姿勢において筒状シート10が挿通して
挟持され、この間において後述するしごき動作、及び図
示していないハータによる熱溶着、並びにカッター75に
よる横切断が行われる。

更に、第５図図示の通り前記複合横シール機構14a
は、略等しい形状の３対の部材より成り、第１対の部材
は、しごき部材66、72で、第２対の部材はシール部材8
1、82、第３対の部材はシート挟み部材83、84である。
前記各対の部材のうち、シール部材81、82のみはヒータ
及びナイフを備える。しごき部材66、72は前記の通り、
その後部部材は66はロッド65に、前部部材72は平行部材
71、71に連接されているが、該部材66、72の各々には鉛
直軸86、86が上向きに固定され、部材81と83とは該鉛直
軸85に遊嵌され、同様に部材82、と部材84は前方の鉛直
軸86に遊嵌されており、常時はコイルスプリング87、88
によって下方に付勢されている。かくして、第１対の部
材66、72が開閉動作をすれば、第２対の部材81、82及び
第３対の部材83、84は何れも同時に開閉動作をし、筒状
シート10よりも速く下降するときには、シートとの摩擦
によって第２対、第３対の部材はシート10と一体に取残
されるようにスプリングの弾性が選ばれており、コイル
スプリング87、88が圧縮されることによって、第２対、
第３対の部材81〜84は上方に移動させられるようになっ
ている。

以下、第６図のタイミングチャートによって本発明に
よる横シール装置14の動作を説明する。図中、横軸、即
ち時間軸に対し、縦軸方向は各部分の速度の変化を折線
で示したものである。即ち、上から順次に、（ａ）はア
イマーク検出信号、（ｂ）は第１のサーボモータ13の駆
動によるシート10の下降速度（一定）、（ｃ）は前記第
２対、第３対の部材81、82;83、84の、（ｄ）は第２の
サーボモータ16の駆動による第１対の部材66、72の昇降
速度を夫々示す。更に、（ｅ）は第３のサーボモータ15
の駆動による複合横シール機構14a全体の開閉速度であ
り、上向き方向が閉動作の速度を示す。なお、図中、Ａ
−Ｂ−Ｃ−Ｄを含む期間Ｔがシール動作の１サイクルで
ある。図示の通り、運動状態はすべて等加速度変化であ
り、速度変化はすべて直線的である。即ち、図示しない
が変位は二次曲線的であって上昇から下降への変換は極
めて円滑に推移するように制御される。なお図示の通
り、第２対、第３対の部材81、82;83、84は速度変化パ
ターンS₁に従って、筒状シート10との同期運動のみを行
うが、第１対の部材66、72のみは、更に速度変化パター
ンS₂による加速降下運動を加えた運動が与えられる。先
ず区間Ａの左端において、横シール装置14全体が上方限
界にあり、且つ複合横シール機構14aが完全に開いた状
態から開始される。先ずアイマークの検出後、制御装置
４からの指令により、区間Ａの時間内において速度変化
パターンDj₁に従って、複合横シール機構14a内の後部部
材66、81、83と前部部材72、82、84とが接近しつつ時間
T₃dの間に次第に閉じて行く。この各部材の閉鎖、即ち
筒状シート10が完全に挟まれる直前に、横シール装置14
が下降し始め、筒状シート10の下降速度と丁度等しくな
った瞬間に筒状シート10に圧接する。引続いて速度変化
パターンS₂に従って下降するため、筒状シート10の下降
運動を追越すので、つまり第１対の部材66、72は、筒状
シート10に対して『しごき』動作を加えることになる。
これに対し、第２対と第３対の部材81、82;83、84は、
筒状シート10との摩擦によってコイルスプリング87、88
を圧縮して、筒状シート10の降下に追随し、『しごき』
動作には追随しない。即ち、図中（ｃ）の区間Ｂに示す
ように筒状シート10と同期した一定の速度に保たれる。
次に区間Ｃにおいては第１、第２、第３の各対の部材が
すべて筒状シート10と同期して降下し、この期間に横シ
ールされ、横切断される。且つ、このＢ及びＣ区間にお
いて、なお『しごき』動作からシール動作に移行する時
点において、シール動作を確実にさせるために、更にDj
₂の閉鎖運動を加える。つまり、シール動作の全期間に
わったって第３対の部材83、84は、筒状シート10を上部
において挟持する役目をする。等速降下運動の終了する
前に、速度パターンDjに従って複合横シール機構14aが
開き始めると、第２対と第３対の部材81、82;83、84は
コイルスプリング87、88の弾性によって下方に復帰す
る。区間Ｄに移ると横シール装置14は上方に移動し、時
間T₂cの間に上部位置に復帰し、これと略並行してシー
ル機構14aも前後に最大間隔まで開く。更にサイクル動
作余裕時間T₂dを加えて１サイクルが終了する。

即ち前記動作を要約すれば、筒状シート10が、そのシ
ールされる位置の上方において挟持されると共に、シー
ルされる位置から下方に離れる方向に向って『しごき』
動作を受けることになる。

上記の通り、横シールされる前に筒状シートがシール
用部材の上方において挟持されて物品の残渣などのシー
ル部分への落下を防止することができる。また同時に下
方において『しごき』動作をうけるので、粘ちょう物も
シール位置から下方に押下げられ、完全な密封シールを
行うことが可能となる。

この発明にある程度詳細にその最も好ましい実施態様
について説明したが、その好ましい実施態様の説明は、
構成の詳細な部分についての変形、特許請求の範囲に記
載された本発明の精神に反しない限りでの種々な変形、
あるいはそれらを組み合わせたものに変更することがで
きることは明らかである。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の横シール装置によれ
ば、横シール装置の上下動及び横シール部材の開閉動作
をサーボモータによりタイミング制御することによっ
て、筒状シートに適切な挟み動作並びにしごき動作を与
えることができるので、固形ばら物や粘ちょう物であっ
ても常に適切な包装を円滑に行うことが可能な包装装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の包装装置を示す全体構成
図、第２図は、サーボモータにより制御されるシート加
工過程の概略を示す模式図、第３図は横シール装置の構
造を示す斜視図、第４図は横シール装置の駆動機構を示
す平面図、第５図は、複合横シール機構の構成を含む要
部側面図、第６図は、複合横シール機構の各部材の１サ
イクルの動作のタイミングを示す図である。１……包装装置、７……シート、８……物品、11……送
り装置、12……縦シール装置、13……第一のサーボモー
タ、14……横シール装置、14a……複合横シール機構、1
5……第三のサーボモータ、16……第二のサーボモー
タ、63……スライダ、65,71……ロッド、66,72……しご
き部材、68,68……レバー、81,82……シール部材、83,8
4……シート挟み部材。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】連続送りされる筒状のシートに投入した物
品を密封する包装機の横シール装置において、前記シー
トの送り速度に同期して垂直下方に移動しながら横シー
ルするシール手段と、このシール手段の上部にあって一
体的に移動し前記投入された物品のシール部への落下を
防止するためのシート横幅全長に亘ってシートを挟むシ
ート挟み装置と、このシート挟み装置を該包装機への物
品投入に連動して開閉制御する制御手段とを具備するこ
とを特徴とする包装機の横シール装置。